材料成型工藝的選擇課件

1、材料成形技術(shù)基礎(chǔ)1第5篇 材料成型工藝的選擇及檢驗17 機械零件材料和毛坯的選擇18 毛坯的質(zhì)量檢驗2機械零件在機器中的作用機械零件毛坯的選擇3機械零件在機器中的作用機械零件毛坯的選擇機械零件制造：毛坯成形切削加工毛坯選擇影響：制造質(zhì)量使用性能生產(chǎn)周期制造成本4摩托車發(fā)動機機械零件毛坯的選擇5減速器模型機械零件毛坯的選擇717 機械零件材料和毛坯的選擇17.1 零件毛坯類型及其制造方法比較一 零件毛坯類型( types of roughcasts)1. 型材（bar section)2. 鑄件 (casting)3. 鍛件 (forging)4. 沖壓件(stamping)5. 焊接件(wel

2、dment)6. 聯(lián)合毛坯(combined roughcast)U型鋼 棒材蓋板 排水箱法蘭電路板 手機外殼8主要用于制造各種結(jié)構(gòu)件，部分用于制造零件毛坯及修復(fù)廢舊零件用于以薄板成型的各種零件用于承受重載、動載及復(fù)雜載荷的重要零件鑄鐵件用于受力不大或承壓為主的零件，鑄鋼件用于承受重載而形狀復(fù)雜的大、中型零件應(yīng)用范圍接頭的力學(xué)性能可達到或接近母材金屬強度、硬度提高，結(jié)構(gòu)剛度好比同成分的鋼件的力學(xué)性能好鑄鐵件力學(xué)性能差，但減振及耐磨性能好；鑄鋼件力學(xué)性能較好機械性能焊接沖壓鍛造鑄造比較內(nèi)容焊接區(qū)為鑄造組織，熔合區(qū)及過熱區(qū)有粗大晶粒 多數(shù)工序在加工后組織基本不變 晶粒細小、致密、雜質(zhì)呈纖維方向排列

3、晶粒粗大、疏松、雜質(zhì)排列無方向性組織特點10毛坯的選擇包括毛坯的材料、類型以及具體的制造方法1.零件使用性能及質(zhì)量的要求2.材料的工藝性能3.選材的經(jīng)濟性4.生產(chǎn)條件 17.2毛坯類型的選擇原則和依據(jù)111.零件使用性能要求 零件的使用性能主要指零件在使用狀態(tài)下材料應(yīng)具有的力學(xué)性能、物理性能或化學(xué)性能。122.材料的工藝性能材料的工藝性能是指所選用的材料能否保證順利的加工制成零件。金屬材料的工藝性能：鑄造性能鍛造性能焊接性能熱處理工藝性能切削加工性能流動性、收縮、偏析和吸氣等 塑性和變形抗力 焊接接頭產(chǎn)生工藝缺陷及焊接接頭的使用性能 淬透性、淬火變形、開裂傾向、過熱敏感性、耐回火性等 143.

4、選材的經(jīng)濟性滿足使用性能和工藝性能的前提下，選用的材料應(yīng)盡可能是零件的生產(chǎn)和使用成本最低，經(jīng)濟效益最高。 一般單件小批量生產(chǎn)時，通常選用廉價材料、通用設(shè)備和工具、低生產(chǎn)率的毛坯成型方法。15 在大批量生產(chǎn)時，應(yīng)選用專用工藝設(shè)備和工具以保證毛坯成型的高精度和高生產(chǎn)率。鑄件 機器造型或金屬型鑄造 焊接結(jié)構(gòu)件鍛件模鍛造型 易焊材料和自動焊 薄壁件沖壓方法、壓鑄方法 17根據(jù)零件的使用要求和制造成本分析所選定的毛坯制造方法，在特定的企業(yè)部門是否切實可行，也是毛坯選擇應(yīng)考慮的一個基本原則。4.生產(chǎn)條件181.零件使用性能足夠2.材料的工藝性能良好3.經(jīng)濟性合理4.生產(chǎn)條件綜合考慮 毛坯類型的選擇原則和依

5、據(jù)1917.3 常用零件毛坯成型方法的選用1、常用機械零件分類按形狀和用途的不同可分為（1）軸桿類零件（2）餅塊及盤套類零件（3）機架、箱體類零件20軸桿類零件軸桿類零件的結(jié)構(gòu)特點：其軸向尺寸遠大于徑向尺寸，常見的軸桿類零件有實心軸、空心軸和偏心軸以及各種管件、桿件等2122軸類零件舉例24車床主軸的制造工藝路線原材料鍛造正火粗加工調(diào)質(zhì)精加工大端局部高頻淬火低溫回火精磨加工25鑄焊結(jié)合的方法制造軸桿類零件毛坯 采用ZG270-500分六段鑄造，粗加工后采用電渣焊拼焊成整體毛坯。27餅塊及盤套類零件餅塊及盤套類零件的結(jié)構(gòu)特點：軸向（縱向）尺寸一般小于徑向尺寸，或者兩個方向上的尺寸相差不大，如各類

6、齒輪、帶輪、飛輪、模具、套環(huán)、軸承環(huán)等。圖17-4 餅塊及盤套類零件28（1）齒輪a、材料的選擇中碳結(jié)構(gòu)鋼（如40#、45#鋼）制造，正火或調(diào)質(zhì)20Cr、18CrMnTi等合金滲碳鋼，滲碳或氰化、氮化b、成型方法的選擇中小型齒輪鍛件毛坯，大批量熱軋質(zhì)量最好；單件或小批量生產(chǎn)條件下，直徑小于100mm的齒輪也可以圓鋼為毛坯；大型齒輪（直徑400mm以上）鍛造困難，可用鑄鋼或球墨鑄鐵件為毛坯 餅塊及盤套類零件選擇成型方法的特點2930（2）帶輪、飛輪、手輪和墊片等受力不大或承壓的零件，可HT150或HT200等灰鑄鐵件，單件生產(chǎn)時也可采用低碳鋼焊接件。（3）法蘭、套環(huán)、墊圈等零件，根據(jù)受力情況和形

7、狀、尺寸，可分別采用鑄鐵件、鍛鋼件或圓鋼為毛坯；厚度小的在單件或小批量生產(chǎn)時，可直接用鋼板下料。（4）各種模具毛坯均采用合金鋼鍛件，熱鍛模選用熱作模具鋼，并經(jīng)淬火和中溫回火處理，沖壓模選用冷作模具鋼，并經(jīng)淬火和低溫回火處理。31機架、箱體類零件機架、箱體類零件的結(jié)構(gòu)特點：形狀不規(guī)則，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，重量從幾千克至數(shù)百噸。包括各種機械的機身、底座、支架、橫梁、工作臺以及齒輪箱、軸承座、閥體、泵體等。32機架、箱體類零件成型方法的選擇通常以鑄件為毛坯，選用鑄造成型的方法，主要以鑄鐵件為主；受力復(fù)雜或受力較大沖擊載荷的零件則采用鑄鋼件；在單件生產(chǎn)或工期要求緊迫的情況下，可采用焊接件，可減輕零件重量，但

8、剛度和減振性不如鑄鐵件。33常用零件毛坯成型方法機架、箱體類零件選用鑄造成型方法；軸桿類和餅塊及盤套類零件常選用鍛造成型方法；焊接成型可用于制作各種金屬結(jié)構(gòu)，單件小批量生產(chǎn)時可用于制造零件毛坯；許多復(fù)雜機械零件可采用鍛-焊、鑄-焊結(jié)合的成型方法制造零件毛坯。 34螺旋起重器各零件毛坯的選擇（1）支座 HT200；鑄件毛坯。（2）螺桿 45鋼；鍛件毛坯。（3）螺母 青銅；鑄件毛坯（4）托杯 HT200；鑄件毛坯。（5）手柄 Q235A圓鋼上截取。 17.4 毛坯選擇應(yīng)用舉例35小型汽車發(fā)動機各零件的毛坯選擇36（1）缸體、缸蓋 HT200灰鑄鐵，鑄造成型；（2）曲軸、連桿、凸輪軸球墨鑄鐵，鑄造成

9、型；（3）活塞鑄造鋁合金，鑄造成型；（4）活塞環(huán)孕育鑄鐵，鑄造成型；（5）搖臂碳鋼熔模精密鑄造；（6）離合器殼及油底殼油底殼選用灰鑄鐵鑄造，離合器選用球墨鑄鐵，或薄鋼板沖壓；（7）飛輪球墨鑄鐵鑄造成型；（8）進、排氣門進氣門40Cr，排氣門耐熱鋼鍛造成型；（9）化油器鑄造鋁合金壓力鑄造。37思考題一級減速器各主要零件毛坯選擇分析3818 毛坯的質(zhì)量檢驗設(shè)計與選材投入原材料鑄鍛焊制毛坯熱處理原材料檢驗工序間質(zhì)量檢驗機械加工工序間質(zhì)量檢驗裝配機器零件生產(chǎn)工藝過程出廠前質(zhì)量檢驗熱處理及表面改性39一、毛坯的無損檢驗1、毛坯的主要的常見缺陷（1）裂紋（2）非金屬夾雜物（3）折疊402、常用的毛坯無損檢驗的方法41二、計算機在毛坯質(zhì)檢中的應(yīng)用1 毛坯加工過程中使用計算機檢測2、自動檢測和試驗中使用計算機421 毛坯加工過程中使用計算機檢測（1）工序質(zhì)量的監(jiān)測加工工序（2）工藝過程中變量的自動檢測計算機測量傳感器尺寸參數(shù)結(jié)果機床誤差工藝流程計量儀器或傳感器計算機機器變量實測量誤差432、自動檢測和試驗中使用計算機在毛坯質(zhì)量檢驗中，使用計算機提高檢驗效率。在檢驗臺上裝有多個傳感器，將工件放在檢驗臺的頂尖件，緩緩旋轉(zhuǎn)一周，即可將所有實測數(shù)據(jù)連續(xù)輸入電子計算機，經(jīng)處理后，在輸出端打印出全部質(zhì)量特征的標準值與實測值的數(shù)值，同時標出了不合格項目